[發明專利]一種基于油墨打印工藝的碳電極的制備方法

有效

• 申請號: 201610647727.8
• 申請日: 2016-08-09
• 公開（公告）號: CN106297946B
• 公開（公告）日: 2017-12-08
• 發明（設計）人: 孫寬;陶佳鵬;孫文博;楊力;羅明強
• 申請（專利權）人: 重慶大學
• 主分類號: H01B1/04
• 分類號: H01B1/04;H01B1/12;H01B5/14;H01B13/00
• 代理公司: 重慶大學專利中心50201
• 代理人: 王翔

1.一種基于油墨打印工藝的碳電極的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

1)基于摻雜PEDOT:PSS分散液的導電碳漿的制備

1.1)將碳材料與摻雜有絡合酸的PEDOT:PSS分散液混合，得到基于摻雜PEDOT:PSS分散液的導電碳漿；

所述碳材料為市售的炭黑、石墨、石墨烯、碳納米管中的一種或幾種；

所述絡合酸的濃度為0.001～0.1mol/L；

所述碳材料與摻雜有絡合酸的PEDOT:PSS分散液的重量體積比mg︰mL的范圍為(70～120)︰(1～1.5)；

1.2)將步驟1.1)中得到的基于摻雜PEDOT:PSS分散液的導電碳漿進行攪拌，得到樣品導電碳漿；

2)導電碳漿的成膜

用刮刀法將步驟1.2)中得到的導電碳漿均勻刮附在預處理后的玻璃基片上，得到均勻覆蓋導電碳漿的玻璃基片；

3)碳電極熱處理

將步驟2)中得到的均勻覆蓋導電碳漿的玻璃基片，進行恒溫加熱處理后，自然冷卻至室溫，得到碳電極；

所述恒溫加熱的溫度范圍為40～130℃，加熱時間為1～15min。

2.根據權利要求1所述一種基于油墨打印工藝的碳電極的制備方法，其特征在于：所述步驟1.1)中的碳材料中的炭黑、石墨、碳納米管的粒徑分別為：炭黑20～40nm、石墨5～15μm、碳納米管8～15nm；

所述步驟1.1)中的絡合酸選自氯鉑酸、氯金酸或氯鈀酸中的一種或幾種。

3.根據權利要求1所述的一種基于油墨打印工藝的碳電極的制備方法，其特征在于：所述步驟1.2)中的攪拌過程中：攪拌速率范圍為700～1250rpm；攪拌時間范圍為5h～24h。

4.根據權利要求1所述的一種基于油墨打印工藝的碳電極的制備方法，其特征在于：所述步驟2)中玻璃基片的預處理過程為清洗除殘處理過程，包括以下步驟：將清洗干凈的玻璃基片用高純氮氣吹干后，置于臭氧處理儀中，處理15～60min后取出。

5.根據權利要求1所述的一種基于油墨打印工藝的碳電極的制備方法，其特征在于：所述步驟1.2)還包括以下流程：

1.2)將步驟1.1)中得到的基于摻雜PEDOT:PSS分散液的導電碳漿進行攪拌，攪拌均勻后加入極性溶劑，再次攪拌后，得到樣品導電碳漿；

所述PEDOT:PSS分散液中加入的極性溶劑的體積百分含量為0～15％。

6.根據權利要求5所述的一種基于油墨打印工藝的碳電極的制備方法，其特征在于：所述極性溶劑為乙二醇、二甲基亞砜或異丙醇中的一種或幾種。

7.根據權利要求1所述的一種基于油墨打印工藝的碳電極的制備方法，其特征在于：所述碳電極的材料除剛性的玻璃基片外，還包括柔性的塑料透明基片；

所述塑料透明基片為聚對苯二甲酸乙二醇酯基片、聚萘二甲酸乙二醇酯基片或聚酰亞胺基片。

8.根據權利要求1所述的一種基于油墨打印工藝的碳電極的制備方法，其特征在于：所述步驟2)中除刮刀法外，還包括夾縫式擠壓型涂布、噴墨打印和卷對卷印刷工藝；

所述夾縫式擠壓型涂布、噴墨打印或卷對卷印刷工藝，在室溫～200℃的條件下直接制取，無需進行透明電極熱處理步驟。